JP2015033003A - ネットワークシステム、及び、加入者装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ONUに割り当てるべき波長をONUが自動的に決定する。
【解決手段】加入者装置と、前記加入者装置に光回線によって接続される局側装置とを備えるネットワークシステムであって、前記加入者装置は、信号を送受信するための波長を変更する指示を受け付け、前記指示が示す波長によって前記局側装置から送信された下り信号を受信し、前記指示が示す波長によって前記局側装置へ上り信号を送信する送受信部と、前記受信した下り信号の属性を特定し、前記特定された属性に基づいて前記送受信部が信号を送受信するための波長を決定する制御部と、を有する。
【選択図】図6

Description

本発明は、ネットワークシステムに関する。
近年、インターネットの普及に伴い、ネットワークにおける通信の高速化への要求が高まっている。そして、この高速化への要求にこたえるため、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)、又は、PON(Passive Optical Network)の普及が進んでいる。PONには、B−PON(Broadband PON)、E−PON(Ethernet PON)(Ethernetは登録商標)、及び、G−PON(Gigabit Capable PON)がある。
PONは、局に置かれる収容局(OLT:Optical Line Terminal)と各ユーザー宅に設置されるネットワークユニット(ONU:Optical Network Unit)との間を接続するため、OLTに接続される1本のファイバを、光スプリッタによって複数に分岐させ、分岐された複数のファイバの各々を複数のONUの各々に接続するネットワークである。このようなPONによってネットワークを構築した場合、ファイバの敷設コストが安く、また、光伝送を用いるため高速に通信を行うことが可能である。このため、現在、世界各国で普及が進んでいる。
PONを用いた方法の中でも、OLTからONUへの下り伝送用の信号と、ONUからOLTへの上り伝送用の信号とに、異なる波長の光信号を用い、さらに、ONU毎の信号を時分割するTDM(Time Division Multiplexing)−PONが広く利用されている。このTDM−PONは、B−PON、E−PON、G−PON、10G−EPON、及び、XG−PONにおいて採用されている。
TDM−PONにおいては、上り伝送における各ONUからの光信号の衝突を防ぐために、OLTがONUの光信号の送信タイミングを制御する。具体的には、OLTは各ONUに対して、送信を許可する期間を指示するための制御フレームを送信する。そして、ONUは、受信した制御フレームが示す期間に、上りの制御信号及び上りデータを送信する。
また、光アクセスネットワークではPONのほかに、1対1で通信するポイントツーポイント型も広く利用される。ポイントツーポイント型では、物理層及びMAC層の規格として例えば1000BASE−LXなどが利用される。
従来、収容サービス及び通信キャリア毎に異なる規格の光アクセス方法が利用され、光アクセス方法ごとの光ファイバ網が構築されてきた。そのため、複数の光アクセス方法が利用される場合、装置及び光ファイバ網の構築に必要なコスト、及び、それらの保守管理コストが大きくなっていた。
そこで、多様な光アクセス方法による光信号を同一の光ファイバ網上に波長多重して収容するような、光アクセス網が望まれる。また、複数の波長のパターンをリソースとして効率的に利用するためには、波長と光アクセス方法との対応を固定せず、光アクセス毎に柔軟に設定できるような光アクセス網が望ましい。
また、ONU数が膨大であるため、ONUの波長を手動で設定すると管理が煩雑な上に設定ミスによる動作不具合が発生する可能性がある。従って、多様な光アクセス方法の共存、アクセス方法と波長との柔軟な設定、ONUの各々への波長の自動設定を実現可能な光アクセス網が今後求められる。
従来において、多様なサービスを収容するために、OSUとONUとの接続を柔軟に設定できる波長多重光アクセスシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、OLT内のOSUが下り信号光に周波数トーンを重畳して送信し、ONUの波長をその周波数トーンに基づいて設定する技術が記載される。
特開2006−081014号公報
特許文献1に記載された技術では、OLT−ONU間の主信号に加え、制御チャネル(周波数トーン)が設けられているため、OLT装置では周波数トーンを重畳して送信するための回路が新たに必要であり、ONU装置では周波数トーンを分離して検出する回路が新たに必要となる。
また、ONUに波長を設定する場合、OLT及びONUを変更する必要があることに加え、制御チャネル用の周波数トーンをOSUとONUとで対応づけるための設定が必要である。そのため、ONUに対して予めOSUに対応した周波数を設定して設置する必要があり、ONUの管理が煩雑になってしまう。
従って、本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、複数のサービス及び複数の光アクセス方法(プロトコル)が混在した波長多重光アクセスネットワークにおいて、ONUが、制御チャネルを用いることなく、自装置において利用される複数のサービス及びプロトコルに対応する波長を、自動的に自らに設定することが可能なシステムの提供を目的とする。
本発明の代表的な一形態によると、加入者装置と、前記加入者装置に光回線によって接続される局側装置とを備えるネットワークシステムであって、前記加入者装置は、信号を送受信するための波長を変更する指示を受け付け、前記指示が示す波長によって前記局側装置から送信された下り信号を受信し、前記指示が示す波長によって前記局側装置へ上り信号を送信する送受信部と、前記受信した下り信号の属性を特定し、前記特定された属性に基づいて前記送受信部が信号を送受信するための波長を決定する制御部と、を有する。
本発明の一実施形態によると、ONUがプロトコル等に対応する波長を、自らに設定することにより、システム構築のための費用等を低減する。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本実施例1の光アクセス網を示すブロック図である。 本実施例1のOLTの構成を示すブロック図である。 本実施例1のONUの構成を示すブロック図である。 本実施例1のONUの制御部による処理を示すフローチャートである。 本実施例1の符号化パターンを判定する方法を示す説明図である。 本実施例1のONUがOLTに最初に接続された際の処理を示すシーケンス図である。 本実施例2のONUの制御部による処理を示すフローチャートである。 本実施例2のONUがOLTに最初に接続された際の処理を示すシーケンス図である。 本実施例3のONUの構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には、同一の符号が付与される。
図1は、本実施例1の光アクセス網を示すブロック図である。
実施例1の光アクセス網は、OLT10、光スプリッタ31、複数の光スプリッタ32(32−1、32−2)、複数のONU20(20−1−1〜20−1−N1、20−2、20−3−1〜20−3−N3、20−4:N1及びN3は任意の正数)、及び複数の端末5(5−1−1〜5−1−N1、5−2、5−3−1〜5−3−N3、5−4)を備える。OLT10は、光回線装置であり、ONU20は、光ネットワーク装置である。
OLT10と、複数のONU20の各々との間は、光ファイバ40−0、複数の第1支線ファイバ41(41−1〜41−4)、及び、複数の第2支線ファイバ42(42−1−1〜42−1−N1、42−3−1〜42−3−N3)によって接続される。光ファイバ40−0は、幹線であり、OLT10と光スプリッタ31とを接続する。
第1支線ファイバ41−1及び第1支線ファイバ41−3は、各々、光スプリッタ31と、光スプリッタ31−1及び光スプリッタ32−2とを接続する。第1支線ファイバ41−2及び第1支線ファイバ41−4は、各々、ONU20−2及びONU20−4を接続する。
第2支線ファイバ42−1(42−1−1〜42−1−N1)は、光スプリッタ32−1と、ONU20−1−1〜ONU20−1−N1の各々とを接続し、第2支線ファイバ42−3(42−3−1〜42−3−N3)は、光スプリッタ32−3とONU20−3−1〜ONU20−3−N3の各々とを接続する。
端末5−1−1〜端末5−1−N1、端末5−2、端末5−3−1〜端末5−3−N3、及び、端末5−4は、各々、ONU20−1−1〜ONU20−1−N1、ONU20−2、ONU20−3−1〜ONU20−3−N3、及び、ONU20−4に接続される。
各ONU20がOLT10と通信するために、本実施例において用いるプロトコル、及び、各ONU20とOLT10との通信において、本実施例において提供されるサービスを、以下に示す。なお、本実施例のプロトコルとは、光信号を送信する方法であり、光アクセス方法である。また、本実施例のサービスとは、所定の通信品質を保障するサービスを示す。
ONU20−1−1〜ONU20−1−N1は、サービスAを提供するために利用されるONU20であり、10G−EPONのプロトコルが適用される。ONU20−2は、サービスBを提供するために利用されるONU20であり、10G−P2Pのプロトコルが適用される。
また、ONU20−3−1〜ONU20−3−N3は、サービスCを提供するために利用されるONU20であり、1G−EPONのプロトコルが適用される。また、ONU20−4は、サービスDを提供するために利用されるONU20であり、1G−P2Pのプロトコルが適用される。
次に、本実施例において、OLT10からONU20への下り光伝送において用いられる下り波長、及び、ONU20からOLT10への上り光伝送において用いられる上り波長を以下に示す。ONU20−1−1〜ONU20−1−N1は、下り波長λD1及び上り波長λU1を用いて、OLT10と通信する。ONU20−2は、下り波長λD2及び上り波長λU2を用いて、OLT10と通信する。
ONU20−3−1〜20−3−N3は、下り波長λD3及び上り波長λU3を用いて、OLT10と通信する。ONU20−4は、下り波長λD4及び上り波長λU4を用いて、OLT10と通信する。
なお、前述の波長は例であり、本実施例の光アクセス網において各ONU20が上り光伝送及び下り光伝送に用いる波長は一つの値に固定されず、動的に設定されてもよい。
次に、下り光伝送に関して説明する。OLT10は、ONU20の各々に光信号を送信するため、下り波長λD1、λD2、λD3、及び、λD4が波長多重された光信号を生成する。OLT10は、波長多重された光信号を、光ファイバ40、光スプリッタ31、及び、第1支線ファイバ41等を介してONU20に送信する。
ONU20は、送受信する光信号の波長を変更する波長可変光送受信器(後述)を備える。ONU20は、波長可変光送受信器を用いて、特定の波長の光信号を送受信できる。
具体的には、ONU20に、波長多重された下り光信号が入力された場合、ONU20の波長可変光送受信器は、入力された下り光信号の中から、特定の波長の光信号のみを抽出し、受信する。
例えば、ONU20−1−1〜ONU20−1−N1は、波長多重された下り光信号から、下り波長λD1のみの光信号を抽出し、抽出された光信号を受信する。また、ONU20−2は、波長多重された下り光信号から、下り波長λD2のみの光信号を抽出し、抽出された光信号を受信する。また、ONU20−3−1〜ONU20−3−N3は、波長多重された下り光信号から、下り波長λD3のみの信号を抽出し、抽出された光信号を受信する。また、ONU20−4は、波長多重された下り光信号から、下り波長λD4の信号のみを抽出し、抽出された信号を受信する。
10G−EPONが適用されるONU20−1−1〜ONU20−1−N1、及び、1G−EPONが適用されるONU20−3−1〜ONU20−3−N3は、時分割で多重された各ONU20宛のMACフレームを含む下り光信号を受信する。例えば、下り波長λD1の下り光信号には、ONU20−1−1〜ONU20−1−N1の各々宛の光信号が時分割多重されており、ONU20−1の各々は、OLT10から受信したフレームを解析して自宛か否かを判定し、自宛のフレームのみを抽出し、受信する。
10G−P2Pが適用されるONU20−2、及び、1G−P2Pが適用されるONU20−4は、各ONU20宛のMACフレームのみを含む下り光信号を受信する。これは、P2Pを用いる場合、特定の下り波長において、OLT10とONU20とが1対1であるためである。
例えば、下り波長λD2の下り光信号は、ONU20−2宛の信号のみを含む。このため、ONU20−2は、下り波長λD2の下り光信号を、すべて自宛のフレームとして受信する。
次に、上り伝送に関して説明する。各ONU20は、上り波長λU1〜λU4のいずれかを選択し、選択された波長の上り光信号を送信する。また、ポイントツーマルチポイントのプロトコル(EPONなど)が適用されるONU20は、OLT10から指示された期間に上りバースト光信号を送信する。また、ポイントツーポイントのプロトコル(P2Pなど)が適用されるONU20は、連続した上り光信号を送信する。
具体的には、ONU20−1−1〜ONU20−1−N1は、上り波長λU1の上りバースト光信号を送信し、ONU20−2は、上り波長λU2の上り連続光信号を送信し、ONU20−3−1〜20−3−N3は、上り波長λU3の上りバースト光信号を送信し、ONU20−4は、上り波長λU4の上り連続光信号を送信する。
各ONU20から送信された上り光信号は、光スプリッタ31、光スプリッタ32−1、又は、光スプリッタ32−2によって多重された後、OLT10に入力される。従って、OLT10には、時分割多重され、さらに、波長多重された上り波長λU1〜λU4の上り光信号が入力される。
このように実施例1の光アクセス網は、複数のTDM−PONと複数のポイントツーマルチポイント型ネットワークとを、複数の波長を用いることによって収容しており、多様なサービスを提供することが可能である。なお、ここでは、一例として、図1に示す4組のONU20群が各々用いる波長を、すべて異なるプロトコルに対応させたが、複数の波長を一つのプロトコルに対応させてもよい。
図2は、本実施例1のOLT10の構成を示すブロック図である。
OLT10は、合波分波器(WDMカプラ)100、複数のOSU110(OSU110−1〜110−4)、レイヤー2スイッチ(L2SW)130、NNI処理部140、及び、制御部150を有する。
合波分波器100は、光スプリッタ31から入力された上り光信号を、上り波長λU1〜λU4の各々の光信号に分波する。また、合波分波器100は、OSU110の各々から入力された下り波長λD1〜λD4の光信号を、一つの下り光信号に合波する。
合波分波器100は、上り波長λU1の上り光信号を光送受信器111−1に入力し、上り波長λU2の上り光信号を光送受信器111−2に入力し、上り波長λU3の上り光信号を光送受信器111−3に入力し、上り波長λU4の上り光信号を光送受信器111−4に入力する。
また、合波分波器100は、光送受信器111−1から入力された下り波長λD1の下り光信号と、光送受信器111−2から入力された下り波長λD2の下り光信号と、光送受信器111−3から入力された下り波長λD3の下り光信号と、光送受信器111−4から入力された下り波長λD4の下り光信号とを、一つの下り光信号に合波する。そして、合波分波器100は、合波された下り光信号を、光ファイバ40−0に入力する。
OSU110は、波長ごとに信号に関する処理を実行する処理部である。OSU110の各々は、光送受信器111(111−1〜111−4)、及び、PHY/MAC処理部121(121−1〜121−4)を有する。
OSU110−1は、上り波長λU1及び下り波長λD1の光信号に関する処理を実行する。OSU110−2は、上り波長λU2及び下り波長λD2の光信号に関する処理を実行する。OSU110−3は、上り波長λU3及び下り波長λD3の光信号に関する処理を実行する。OSU110−4は、上り波長λU4及び下り波長λD4の光信号に関する処理を実行する。
光送受信器111の各々は、それぞれ合波分波器100から入力された上り光信号を受信し、受信した上り光信号を電流信号に変換する。さらに、光送受信器111の各々は、変換後の電流信号を電圧信号に変換及び増幅し、変換及び増幅後の電気信号を、それぞれPHY/MAC処理部121に入力する。
また、光送受信器111は、PHY/MAC処理部121−1〜121−4の各々から入力された電気信号をそれぞれ下り波長λD1〜λD4の光信号に変換し、変換後の光信号を、合波分波器100に入力する。
PHY/MAC処理部121−1〜121−4は、OSU110の各々に対応するプロトコル(光アクセス制御)に準拠した物理層及びMAC層の処理を、電気信号に実施する。具体的には、PHY/MAC処理部121−1は、10G−EPONの規格に準拠した物理層及びMAC層の処理を実行し、PHY/MAC処理部121−2は、10G−P2P(10ギガビットイーサネット)(イーサネットは登録商標、以下同じ)の規格に準拠した物理層及びMAC層の処理を実行し、PHY/MAC処理部121−3は、1G−EPONの規格に準拠した物理層及びMAC層の処理を実行し、PHY/MAC処理部121−4は、1G−P2P(ギガビットイーサネット)の規格に準拠した物理層及びMAC層の処理を実行する。
以下に、各プロトコルの規格に従ったPHY/MAC処理部121における処理を示す。
PHY/MAC処理部121−1は、光送受信器111−1から入力された10.3125Gbpsの電気信号からクロックを抽出し、抽出されたクロックによって電気信号をリタイミングすることによって、電気信号をデジタル信号に変換する。そして、PHY/MAC処理部121−1は、64B66Bの復号化処理と、誤り訂正符号RS(255,223)のデコード処理とを、デジタル信号に実行する。
さらに、PHY/MAC処理部121−1は、デコード処理後のデジタル信号からMACフレームを抽出し、抽出されたMACフレームのヘッダを解析する。PHY/MAC処理部121−1は、ヘッダを解析した結果に基づいて、MACフレームを制御フレームとデータフレームとに分割する。
PHY/MAC処理部121−1は、制御フレームを解析し、制御フレームに対応する処理を実行する。一方で、PHY/MAC処理部121−1は、分割後のデータフレームをL2SW130に転送する。
また、PHY/MAC処理部121−1は、L2SW130から入力されたデータフレームのヘッダを解析し、解析の結果に基づいてデータフレームを送る宛先のONU20を決定する。そして、PHY/MAC処理部121−1は、宛先のONU20に割り当てられる論理リンク識別子(LLID)をデータフレームに付加することによって、10G−EPONのデータフレームを生成する。
また、PHY/MAC処理部121−1は、10G−EPONのMPCP制御フレームを生成し、生成された10G−EPONのデータフレームとMPCP制御フレームとを多重する。さらに、PHY/MAC処理部121−1は、多重後のフレームに64B66Bの符号化処理と、FECエンコード処理とを実行し、更にそのフレームのデジタル信号を電気信号に変換して、光送受信器111−1に出力する。
PHY/MAC処理部121−2は、光送受信器111−2から入力された10.3125Gbpsの電気信号からクロックを抽出し、抽出されたクロックによって電気信号をリタイミングすることによって、電気信号をデジタル信号に変換する。そして、PHY/MAC処理部121−2は、デジタル信号に64B66Bの復号化処理を実行する。
さらに、PHY/MAC処理部121−2は、復号化されたデジタル信号からMACフレームを抽出し、抽出されたMACフレームのヘッダを解析する。PHY/MAC処理部121−2は、ヘッダを解析した結果に基づいて、MACフレームをデータフレームと制御フレームとに分割する。
PHY/MAC処理部121−2は、制御フレームを解析し、制御フレームに対応する処理を実行する。一方で、PHY/MAC処理部121−2は、分割後のデータフレームをL2SW130に転送する。
また、PHY/MAC処理部121−2は、L2SW130から入力されたデータフレームを10G−P2P用フレームとして受信した場合、OAM用の制御フレームを生成し、受信したデータフレームと生成された制御フレームとを多重する。さらに、PHY/MAC処理部121−2は、多重後のフレームに64B66Bの符号化処理を実行し、さらに、そのフレームのデジタル信号を電気信号に変換する。そして、電気信号に変換後のフレームを、光送受信器111−1に出力する。
PHY/MAC処理部121−3は、光送受信器111−3から入力された1.25Gbpsの電気信号からクロックを抽出し、抽出されたクロックによって電気信号をリタイミングすることによって、電気信号をデジタル信号に変換する。そして、PHY/MAC処理部121−3は、変換後のデジタル信号に8B10Bの復号化処理を実行する。
さらに、PHY/MAC処理部121−3は、デコード処理後のデジタル信号からMACフレームを抽出し、抽出されたMACフレームのヘッダを解析する。PHY/MAC処理部121−3は、ヘッダを解析した結果に基づいて、MACフレームを制御フレームとデータフレームとに分割する。
PHY/MAC処理部121−3は、制御フレームを解析し、制御フレームに対応する処理を実行する。一方で、PHY/MAC処理部121−3は、分割後のデータフレームをL2SW130に転送する。
また、PHY/MAC処理部121−3は、L2SW130から入力されたデータフレームのヘッダを解析し、解析の結果に基づいてデータフレームを送る宛先のONU20を決定する。そして、PHY/MAC処理部121−3は、宛先のONU20に割り当てられるLLIDをデータフレームに付加することによって、1G−EPONのデータフレームを生成する。
また、PHY/MAC処理部121−3は、1G−EPONのMPCP制御フレームを生成し、生成された1G−EPONのデータフレームとMPCP制御フレームとを多重する。さらに、PHY/MAC処理部121−3は、多重後のフレームに8B10Bのエンコード処理を実行する。そして、PHY/MAC処理部121−3は、エンコード処理後のフレームのデジタル信号を電気信号に変換して、光送受信器113−3に出力する。
PHY/MAC処理部121−4は、光送受信器111−4から入力された1.25Gbpsの電気信号からクロックを抽出し、抽出されたクロックによって電気信号をリタイミングすることによって、電気信号をデジタル信号に変換する。そして、PHY/MAC処理部121−4は、デジタル信号に8B10Bの復号化処理を実行する。
さらに、PHY/MAC処理部121−4は、復号化されたデジタル信号からMACフレームを抽出し、抽出されたフレームのヘッダを解析する。PHY/MAC処理部121−4は、ヘッダを検索した結果に基づいて、MACフレームをデータフレームと制御フレームとに分割する。
PHY/MAC処理部121−4は、制御フレームを解析し、制御フレームに対応する処理を実行する。一方で、PHY/MAC処理部121−4は、分割後のデータフレームをL2SW130に転送する。
また、PHY/MAC処理部121−4は、L2SW130から入力されたデータフレームを1G−P2P用フレームして受信した場合、OAM用の制御フレームを生成し、受信したデータフレームと生成された制御フレームとを多重する。さらに、PHY/MAC処理部121−4は、多重後のフレームに8B10Bの符号化処理を実行し、更にそのデジタル信号を電気信号に変換して、光送受信器111−4に出力する。
L2SW130は、PHY/MAC処理部121−1〜121−4の各々から入力された複数のMACフレームを多重して一つのフレームを生成し、生成されたフレームを、ユーザーデータ用フレームとしてNNI処理部140に転送する。また、L2SW130は、NNI処理部140から入力されたMACフレームを、MACフレームが示す宛先に従って、OSU110の各々に接続される各ポートを介して、OSU110に向けて出力する。
NNI処理部140は、L2SW130から受信したユーザーデータ用フレームを、NNI(Network Node Interface)に準拠した信号に変換する。そして、NNI処理部140は、変換後のユーザーデータ用フレームをネットワーク6に出力する。また、NNI処理部140は、ネットワーク6から入力されたユーザーデータ用フレームをL2SW130に転送する。
実施例1のOLT10の構成によれば、OLT10は、複数の異なるプロトコル(光アクセス規格)が混在するONU20からの通信を、一つのOLT10に収容することができる。
図3は、本実施例1のONU20の構成を示すブロック図である。
ONU20は、波長可変光送受信器210、SerDes220、PHY/MAC処理部230、UNI処理部240、制御部250、分配器261、及び、分配器262を有する。
波長可変光送受信器210は、ONU20が送信する波長(上り波長)、及び、ONU20が受信する波長(下り波長)を調整することができる光送受信器である。波長可変光送受信器210は、送信する波長及び受信する波長を設定する指示を、制御部250から受け付ける。そして、波長可変光送受信器210は、上り光信号を送信するための波長として上り波長λU1〜λU4のいずれかを、指示に従って設定した後、上り光信号をOLT10に向けて送信する。
そして、波長可変光送受信器210は、制御部250から指示された下り波長(下り波長λD1〜λD4のいずれかの波長)の下り光信号を受信する。また、波長可変光送受信器210は、制御部250又はPHY/MAC処理部230からの指示に従って、自らが有する光送信器(レーザー)の出力を、ON又はOFFに切り替えることができる。
ここで、送信する波長として上り波長λU1が設定され、受信する波長として下り波長λD1が設定された場合の、波長可変光送受信器210の処理を説明する。OLT10から送信された下り光信号が、下り波長λD1〜λD4が波長多重された下り光信号である場合、波長可変光送受信器210は、下り波長λD1以外の波長を、下り光信号から受信しない。
これによって、波長可変光送受信器210は、下り波長λD1の下り光信号のみを抽出し、抽出された下り光信号を受信する。波長可変光送受信器210は、このような処理を、例えば、透過波長が可変な光フィルタを備えることによって実現できる。
波長可変光送受信器210は、下り波長λD1の下り光信号を電流信号に変換し、変換後の電流信号を電圧信号に変換し、さらに電圧信号を増幅することによって、電気信号を生成する。そして、波長可変光送受信器210は、生成された電気信号を、SerDes220に向けて出力する。
また、波長可変光送受信器210は、光送信器として、例えば波長可変レーザーを備える。そして、波長可変光送受信器210は、SerDes220から入力された電気信号を、上り波長λU1の上り光信号に変換し、変換後の上り光信号をOLT10に向けて出力する。
分配器261は、波長可変光送受信器210から出力された電気信号を複製し、複製された一方の電気信号をSerDes220に入力し、もう一方の電気信号を制御部250に入力する。なお、波長可変光送受信器210からSerDes220へ送信される電気信号が差動信号である場合、分配器261からSerDes220及び制御部250へ送信される電気信号も差動信号である。
SerDes220は、波長可変光送受信器210から入力された電気信号からクロックを抽出し、抽出されたクロックによって電気信号をリタイミングすることによって、電気信号をパラレルなデジタル信号に変換する。そして、SerDes220は、変換後のデジタル信号を、PHY/MAC処理部230に向けて出力する。
また、SerDes220は、PHY/MAC処理部230から入力されたパラレルなデジタル信号を、デジタル信号と並列するクロック信号に基づいて、シリアルな電気信号に変換する。そして、SerDes220は、変換後の電気信号を波長可変光送受信器210に向けて出力する。
分配器262は、SerDes220から出力されたパラレルなデジタル信号及び並列するクロック信号を複製し、複製された一方をPHY/MAC処理部230に入力し、もう一方を制御部250に入力する。
PHY/MAC処理部230は、SerDes220から分配器262を介して送信されたデジタル信号を、自らが備わるONU20に対応するプロトコル(光アクセス規格)に従って、復号化処理及び誤り訂正符号のデコード処理を実行する。さらに、PHY/MAC処理部230は、受信したデジタル信号のフレームをユーザーデータ用フレームと制御用フレームとに分割し、ユーザーデータ用フレームをUNI処理部240に転送し、制御用フレームに制御フレーム種別に応じた処理を実行する。
また、PHY/MAC処理部230は、UNI処理部240から入力されたフレームのヘッダを解析し、PHY/MAC処理部230が持つキューにフレームを蓄積する。その後、PHY/MAC処理部230は、上り送信許可が出た場合、キューからフレームを読み出し、読み出されたフレームのデジタル信号に符号化処理を行う。ここで、PHY/MAC処理部230は、対応する規格によってはFECエンコード処理を実行する。そして、PHY/MAC処理部230は、エンコードされたデータのデジタル信号と、並列するクロック信号とを、SerDes220に向けて出力する。
UNI処理部240は、PHY/MAC処理部230から入力されたユーザーデータ用フレームをUNI(User Network Interface)に準拠した信号に変換し、変換後のフレームを端末5に送信する。また、UNI処理部240は、端末5から入力されたユーザーデータ用フレームを、PHY/MAC処理部230に転送する。
制御部250は、分配器261から入力された下り電気信号、分配器262から入力されたデジタル信号、及び、PHY/MAC処理部230から入力された制御信号に基づいて、それらの信号からプロトコル(光アクセス規格)を推定する。
そして、推定されたプロトコルが、自らが備わるONU20のプロトコル(光アクセス規格)と一致するか否かを判定する。制御部250は、判定結果に基づいて、波長可変光送受信器210に、上り波長及び下り波長の設定を指示したり、光送信器(レーザー)の出力をON又はOFFに設定するように指示したりする。制御部250の詳細な処理については後述する。
図4は、本実施例1のONU20の制御部250による処理を示すフローチャートである。
ONU20の制御部250は、ONU20が起動した場合、図4に示す処理を開始する。制御部250は、まず、PHY/MAC処理部230における、波長可変光送受信器210の光送信器(レーザー)をON又はOFFに設定する処理を無効(Disable)にする(S302)。これによって、制御部250のみが、波長可変光送受信器210のレーザーの発光をON又はOFFに設定することができる。
制御部250は、S302を行うことによって、制御部250自らが備わるONU20のプロトコルと一致する波長が検出されるまで、レーザーの発光をOFFにする。これによって、制御部250は、サービスが既に提供され、他のONU20が使用している波長を誤って発光するなど、他のONU20の通信に悪影響を及ぼすのを防止する。
S302の後、制御部250は、波長可変光送受信器210の上り波長λU及び下り波長λDを、制御部250が予め保持していた初期値に設定する(S303)。初期値は、本実施例の光アクセス網において使用される波長の複数のパターン(例えば、波長λ1〜λ4)の中のいずれかの波長でもよいし、複数のパターンの中からランダムに選択された波長でもよい。
以降において、S303において設定された下り波長λDによって、波長可変光送受信器210は、下り光信号を受信する。なお、本実施例において、波長可変光送受信器210が自らに設定された波長以外の波長の下り光信号を受信しないとは、波長可変光送受信器210に設定された波長以外の波長の光信号を、波長可変光送受信器210が、強度レベルが0の電気信号に変換することである。そして、波長可変光送受信器210は、変換された電気信号をSerDes220に向けて転送する。これにより、制御部250は、強度レベルが0に変換された電気信号を受信し、後述のS304において下り伝送レートを測定できる。
S303の後、制御部250は、分配器261から受信した電気信号の下り伝送レートを、下り光信号の属性として、特定する。制御部250は、下り伝送レートを特定するため、下り伝送レートを測定するために予め定められた所定の時間下り伝送レートを測定する。下り伝送レートの測定方法は特に限定されないが、以下に例を示す。
例えば、制御部250は、所定の時間に入力される電気信号の周波数スペクトルを測定し、周波数の特定の強度レベルを用いて下り伝送レートを測定してもよい。また、制御部250は、電気信号の周波数スペクトルの強度が最大となる周波数を特定することによって、下り伝送レートを測定してもよい(S304)。
なお、強度レベルが0の電気信号が所定の時間入力され続けた場合、制御部250は、S304において、下り伝送レートとして0の値を算出する。
S304の後、制御部250は、測定された下り伝送レートと、自らが備わるONU20のプロトコルに対応する下り伝送レートとが一致するか否かを判定する(S305)。制御部250は、自装置に設定されたプロトコルの下り伝送レートを示す数値等を予め保持する。
また、制御部250は、測定された下り伝送レートと自装置のプロトコルの下り伝送レートとが所定の条件により対応した関係にあれば、一致していると判定してもよい。例えば、制御部250は、S305において、測定された下り伝送レートと自装置のプロトコルの下り伝送レートとの差が予め設定された所定の閾値以下であれば、下り伝送レートが一致すると判定し、当該差が所定の閾値より大きい場合、下り伝送レートが不一致であると判定してもよい。
なお、下り伝送レートが0の値である場合、制御部250は、S305において、測定された下り伝送レートがプロトコルに対応する下り伝送レートと一致しないと判定する。
制御部250は、S305において、測定された下り伝送レートがプロトコルに対応する下り伝送レートと一致すると判定した場合、S306に移り、一致しないと判定した場合、S309に移る。
S306において、制御部250は、分配器262から入力されたデジタル信号を用いて、入力されたデジタル信号の下りの符号化パターンを、下り光信号の属性として特定する。例えば、制御部250は、入力されたデジタル信号が、10G−EPONの符号化パターンであるか10G−P2Pの符号化パターンであるかを特定する。符号化パターンの具体的な特定方法については後述する。
制御部250は、自装置に設定されたプロトコルの符号化パターンを示す識別子又は数値等を予め保持する。
S306の後、制御部250は、S306において特定された符号化パターンと自装置に予め設定されるプロトコルの符号化パターンとが、一致するか否かを判定する(S307)。制御部250は、一致した場合S308に移り、不一致だった場合S309に移る。
S309において、制御部250は、波長可変光送受信器210に設定された波長では、自装置に設定されたプロトコルを用いて信号を送受信できないと決定し、波長可変光送受信器210の波長を新たな波長に変更する。制御部250は、S309において、既にS304において波長可変光送受信器210に設定されていた波長以外であれば、いずれの波長に変更してもよい。例えば、制御部250は、予め波長に割り当てられていた波長識別子の数を1減算することによって、新たな波長を選択してもよいし、波長識別子の数を1加算することによって、新たな波長を選択してもよい。
S309の後、制御部250は、S304に戻る。
S308において、制御部250は、PHY/MAC処理部230における、波長可変光送受信器210のレーザーをON又はOFFに設定する処理を有効(Enable)にする。これによって、波長可変光送受信器210が有するレーザーは、制御部250から制御されず、PHY/MAC処理部230によって制御される。
S308の後、制御部250は、S311において実行されたONU20の登録プロセスの回数が、予め設定された閾値以下か否かを判定する(S310)。制御部250は、閾値以下である場合、S311に移り、閾値を超える場合、S302に移る。
S311において、制御部250は、ONU20をOLT10に登録するための登録プロセスを実行する。登録プロセスとは、具体的には、OLT10とONU20との間の距離を測定したり、OLT10がONU20に論理的なリンク識別子を割り当てたりする処理である。また、登録プロセスは、ONU20に予め設定されたプロトコルに従って実行される。
S312において、制御部250は、S311において実行された登録プロセスが終了したか否かを判定する。登録プロセスが終了した場合、図4に示す制御部250における処理を終了し、登録プロセスが終了していない場合、制御部250は、S310に移る。
図4に示すフローチャートにより、本実施例における未登録のONU20は、受信した下り光信号の伝送レート及び符号化パターンに基づいて、下り光信号の属性が自装置のプロトコルと一致するか否かを判定し、一致しない場合には下り光信号を受信するための波長を変更し、一致する場合は自装置のプロトコルに従った登録プロセスを実行する。これにより、本実施例のONU20は、自装置のプロトコルに従った下り光信号を受信するための波長を決定することができる。
なお、ONU20が、誤って伝送レート及び符号化パターンが自装置のプロトコルと一致すると判定した場合、ONU20の登録プロセスは失敗し、S310〜S312が繰り返される。そして、S310〜S312が所定の回数繰り返された後、制御部250は、S302に戻り、最初から図4に示す処理をやり直すことができる。
また、本実施例の光アクセス網において用いられるプロトコルが、伝送レートのみが異なる二つのプロトコル(例えば、10G−EPON及び1G−EPON)である場合、制御部250は、図4に示すS308及びS307を省略してもよい。
図5は、本実施例1の符号化パターンを判定する方法を示す説明図である。
ここでは、10G−P2Pプロトコルにおける符号化パターンと10G−EPONプロトコルにおける符号化パターンとの違いについて述べ、その違いの検出方法について述べる。
図5(a)は、本実施例1の10G−P2Pにおける下り光信号の符号化パターンを示す説明図である。
図5(b)は、本実施例1の10G−EPONにおける下り光信号の符号化パターンを示す説明図である。
10G−P2Pプロトコルを用いた信号には、64B66B符号化が行われ、誤り訂正符号は付加されない。一方、10G−EPONプロトコルを用いた信号には、64B66B符号化が行われ、Reed Solomon(255、223)による誤り訂正符号(FEC)が付加される。
64B66B符号化では、64ビットのデータに対して”10”又は”01”の2ビットの同期ビット51が付与される。そのため、1プロック(66ビット)周期で”10”又は”01”の符号のパターンが、64B66B符号化を用いた信号には現れる。
10G−EPONでは、64B66B符号化に加え、FECによるFECパリティ52が誤り訂正符号として信号に付与される。具体的には、27ブロック(1ブロックには66ビットが含まれる)のデータに4ブロック分のFECパリティ52が付与される。
そのため、図5に示すように、同期ビット51の”10”又は”01”が27回続いた後、”00”、”11”、”11”及び”00”のFECパリティ52が続く。
このため、制御部250は、31ブロック周期で信号を抽出することによって、符号化パターンの相違を検出することができ、10G−P2Pと10G−EPONとのプロトコルを特定することができる。
図6は、本実施例1のONU20がOLT10に最初に接続された際の処理を示すシーケンス図である。
図6に示す処理には、波長可変光送受信器210において用いられる波長を決定する処理、及び、ディスカバリ処理が含まれる。
説明を簡潔にするために、図6は、一つのONU20−1と、一つのOLT10とが備わる光アクセス網におけるシーケンスを示す。図6におけるOLT10には、三つのOSU110(OSU110−1〜110−3)が含まれる。
また、ONU20−1は、サービスA用のONU20であり、10G−EPONによって信号を送受信するように予め設定される。OSU110−1は、サービスA用のOSU110であり、10G−EPONによって、波長λ1の信号を送受信する。OSU110−2は、サービスB用のOSU110であり、10G−P2Pによって、波長λ2の信号を送受信する。OSU110−3は、サービスC用のOSU110であり、1G−EPONによって、波長λ3の信号を送受信する。また、図6に示すシーケンスの開始時において、ONU20−1は、OLT10に未登録状態である。
まず、ONU20−1がOLT10に光スプリッタ32等を介して新たに接続され、図4に示すS302が実行された後、図6に示す制御部250は、ONU20−1の波長可変光送受信器210が送受信する信号の波長の初期値として、波長λ3(上り波長λu3、下り波長λd3)を設定する(S303)。ONU20−1の波長可変光送受信器210は、OSU110−3から送信された波長λd3の下り光信号のみを受信する。そして、制御部250は、下り伝送レートを測定するための所定の時間分配器261から入力された電気信号に基づいて、下り信号の伝送レートを測定する(S304)。ここで、測定された伝送レートは、1Gbpsである。
測定された伝送レート(1Gbps)は、自装置に設定されたプロトコルの下り伝送レート10Gbpsと一致しないため(61)、制御部250は、波長可変光送受信器210に上り波長及び下り波長を変更させる。ここでは、制御部250が、波長可変光送受信器210に、波長λ3から波長λ2に変更する指示を出することによって、波長を変更するための一定時間後に波長可変光送受信器210の波長が波長λ2(上り波長λu2、下り波長λd2)に変更される。
次に、ONU20−1の波長可変光送受信器210は、OSU110−2から送信された波長λd2の下り光信号のみを受信する。そして、制御部250は、下り伝送レートを測定するための所定の時間分配器261から入力された電気信号に基づいて、下り信号の伝送レートを測定する(S304)。ここで測定された伝送レートは、10Gbpsである。
測定された伝送レート(10Gbps)は、自装置に設定されたプロトコルの下り伝送レート10Gbpsと一致するため(62)、制御部250は、分配器262から入力されたデジタル信号に基づいて、下り信号の符号化パターンを特定する(S306)。ここで特定された符号化パターンは64B66Bであり、これは、自装置に設定されたプロトコルの符号化パターンである64B66B+FECと一致しない(S307:63)。
そのため、制御部250は、波長可変光送受信器210に上り波長及び下り波長を変更させる。ここでは、制御部250が波長可変光送受信器210に波長λ2から波長λ1に変更する指示を出すことによって、波長を変更するための一定時間後に波長可変光送受信器210の波長が波長λ1(上り波長λu1、下り波長λd1)に変更される。
次に、ONU20−1の波長可変光送受信器210は、OSU110−1から送信された波長λd1の下り光信号のみを受信する。そして、制御部250は、下り伝送レートを測定するための所定の時間分配器261から入力された電気信号に基づいて、下り信号の伝送レートを測定する(S304)。ここで、測定された伝送レートは、10Gbpsである。
測定された下り伝送レート(10Gbps)は、自装置に設定されたプロトコルの下り伝送レート10Gbpsと一致するため(64)、制御部250は、分配器262から入力されたデジタル信号に基づいて、下り信号の符号化パターンを特定する(S306)。特定された符号化パターンは64B66B+FECであり、これは、自装置に設定されたプロトコルの符号化パターンである64B66B+FECと一致する(65)。
このため、制御部250は、ONU20−1がOLT1に登録されるまでの所定の時間、上り波長及び下り波長を上り波長λu1及び下り波長λd1に固定する指示を、波長可変光送受信器210に出す。そして、制御部250がS308を実行した後、ONU20は、登録プロセスを開始する(S310〜S312)。
具体的には、OSU110−1からDiscoveryGATEフレームを受信した後、ONU20−1は、10G−EPONに従ってディスカバリプロセスを実行する。具体的には、DiscoveryGATEフレームで指定した時刻からランダム時間待った後、登録要求を示すRegister_ReqをOSU110−1に送信する。
OSU110−1は、Register_Reqフレームを受信すると、ONU20−1に対してRegisterフレーム及びGateフレームを各々送信する。ONU20−1は、Gateフレームで指定された時刻にRegister_AckフレームをOSU110−1に送信する。OSU110−1がRegister_Ackを受信するとONU−1の登録プロセスが終了する。
以上により、本実施例のONU20は、ONU20−1がOLT10に最初に接続された際に、自装置に設定されたプロトコルによって信号を送受信できる波長を自動的に決定し、ONU20の登録処理を自動的に実現することができる。
実施例1によれば、複数のプロトコルが混在する波長多重した光アクセス網において、未登録のONU20が下り光信号の属性(伝送レート及び符号化パターン)が、自装置に設定されたプロトコルと一致又は対応するか否かを判定し、一致又は対応するまでONU20の波長を変更し続ける。
このため、ONU20は下り光信号のみから、自動的に自装置のプロトコルによって信号を送受信できる波長を決定することができる。そして、ONU20をOLT10に登録する際に、手動によりONU20の設定を変更する必要がなく、保守運用コストを低減することができる。
また、OSU110におけるプロトコルと波長との対応関係を変更した場合にも、ONU20が自動的に波長を決定するため、ONU20の設定を手動により変更する必要がなく、保守運用コストを低減することができる。
実施例1は、下り光信号の属性に基づいてプロトコルを判定した。しかし、下り光信号から推定できる属性のみではプロトコルを正確に特定できない可能性があり、誤ってプロトコルが特定された場合、ONU20は、登録プロセスを無駄に実行していた。そこで、実施例2は、下り光信号から推定される属性のみではプロトコルを特定できない場合にもプロトコルを正確に識別する。
実施例2におけるOLT10及びONU20の構成は、実施例1におけるOLT10及びONU20の構成と同じであり、その他の装置も実施例1と実施例2とで同じである。
ただし、実施例2におけるDicoveryGateフレームには、プロトコル種別を示すフィールドが含まれる。そして、実施例2のONU20は、受信したDiscoveryGATEフレームに基づいてプロトコルを特定する。このため、以下に説明する処理は、ONU20が主にDiscoveryGATEフレームを受信する処理である。
図7は、本実施例2のONU20の制御部250による処理を示すフローチャートである。
ここでは、本実施例1との差分を中心に説明する。
実施例2の制御部250は、ONU20が起動した場合、S402〜S404を実行する。S402は、実施例1のS302と同じであり、S403は、実施例1のS303と同じであり、S404は、実施例1のS304と同じである。
S404の後、制御部250は、実施例1のS305と同じく、測定された下り伝送レートが自装置に設定されるプロトコルの下り伝送レートと一致するか否かを判定する(S405)。そして、制御部250は、下り伝送レートが一致した場合、S406に移り、下り伝送レートが一致しない場合、S411に移る。
S406は、実施例1のS306と同じである。
S406の後、制御部250は、実施例1のS307と同じく、S406において特定された符号化パターンと自装置に設定されたプロトコルの符号化パターンとが一致するか否かを判定する(S407)。制御部250は、符号化パターンが一致した場合、S408に移り、符号化パターンが一致しない場合、S411に移る。
S408において、制御部250は、分配器262から入力された信号(DiscoveryGATEフレーム)を解析する。具体的には、制御部250は、S406において特定された符号化パターンを用いて、分配器262から入力された信号を解析し、入力された信号からプロトコルを示す値を、下り光信号の属性として特定する。
なお、S408において制御部250は、入力された信号がDiscoveryGATEフレームか否かを判定し、DiscoveryGATEフレームである場合、入力された信号からプロトコルを示す値を特定する。入力された下り光信号がDiscoveryGATE制御フレームでない場合、S408においてプロトコルを示す値が特定できないため、制御部250は、S409において、下り光信号が示すプロトコルは自装置に設定されるプロトコルと一致しないと判定する。
S408の後、制御部250は、S408において特定されたプロトコル種別と自装置に設定されたプロトコルの種別(予め保持される)とを比較し、下り光信号が示すプロトコルは自装置に設定されるプロトコルと一致するか否かを判定する(S409)。制御部250は、一致する場合は、S410に移り、一致しない場合にはS411に移る。
S411は、実施例1のS309と同じである。また、S410は、実施例1のS308と同じであり、S412は、実施例1のS310と同じであり、S413は、実施例1のS311と同じであり、S414は、実施例1のS312と同じである。
図7に示す処理によって、未登録のONU20が、下り光信号の伝送レート及び符号化パターンに基づいてプロトコルを判定し、さらに、下りの制御フレームが示すプロトコルと自装置のプロトコルとが一致するか否かを判定する。そして、一致しない場合には新たな波長に変更し、一致する場合は自装置に設定されるプロトコルに従った登録プロセスを実行する。これによって、実施例2のONU20は、より正確に下り光信号のプロトコルを特定できるため、無駄な登録プロセスを行うことなく、ONU20において用いる波長を決定することができる。
図8は、本実施例2のONU20がOLT10に最初に接続された際の処理を示すシーケンス図である。
図8に示す処理には、波長可変光送受信器210において用いられる波長を決定する処理、及び、ディスカバリ処理が含まれる。
説明を簡潔にするため、図8は、二つのONU20(ONU20−1、ONU20−2)と一つのOLT10とが備わる光アクセス網におけるシーケンスを示す。図8におけるOLT10には、二つのOSU110(OSU110−1、110−2)が含まれる。
また、ONU20−1は、サービスA用のONU20であり、P2MPプロトコルによって信号を送受信する。ONU20−2は、サービスB用のONU20であり、P2MPプロトコルによって信号を送受信する。
OSU110−1は、サービスA用のOSU110であり、P2MPプロトコルによって、波長λ1の信号を送受信する。OSU110−2は、サービスB用のOSU110であり、P2Pプロトコルによって波長λ2の信号を送受信する。また、図8に示すシーケンスの開始時において、ONU20−1及びONU20−2は、未登録状態である。また、OSU110−1とOSU110−2とは、各々異なるタイミング又は異なる周期によってディスカバリ処理を実行する。
まず、ONU20−1及びONU20−2がOLT10に光スプリッタ32等を介して新たに接続され、ONU20−1の波長λ4に設定され、ONU20−2の波長λ3に設定されるとする。
OSU110−1は、DiscoveryGATEフレーム(P2MP)を送信する(SIG−501、SIG−502)。しかし、ONU20−1及びONU20−2は、OSU110−1から送信されたDiscoveryGATEフレーム(P2MP)の波長と、各々の波長可変光送受信器210に設定された波長とが一致しないため、DiscoveryGATEフレーム(P2MP)を受信しない。
また、OSU110−2は、DiscoveryGATEフレーム(P2P)を送信する(SIG−601)。しかし、ONU20−1及びONU20−2は、OSU110−2から送信されたDiscoveryGATEフレーム(P2P)の波長と、各々の波長可変光送受信器210に設定された波長とが一致しないため受信しない。
ONU20−1及びONU20−2は、下り伝送レートを測定するための所定の時間、自装置に設定される下り伝送レートと、測定された下り伝送レートとが一致しない場合、波長可変光送受信器210に、信号を送受信するための新たな波長を設定する(S411)。
図8に示すONU20−1の制御部250は、新たな波長として波長λ1を波長可変光送受信器210に設定する。また、図8に示すONU20−2の制御部250は、新たな波長として波長λ4を波長可変光送受信器210に設定する。なお、下り伝送レートを測定するための所定の時間は、ONU20ごとに異なってもよいため、新たな波長を設定するタイミングも、ONU20ごとに異なってよい。
次に、OSU110−1は、DiscoveryGATEフレーム(P2MP)を送信する(SIG−503)。ONU20−2は、SIG−503のDiscoveryGATEフレーム(P2MP)の波長と、波長可変光送受信器210に設定された波長とが一致しないため、DiscoveryGATEフレーム(P2MP)を受信しない。
しかし、ONU20−1は、SIG−503のDiscoveryGATEフレーム(P2MP)の波長と、波長可変光送受信器210に設定された波長とが一致するため、DiscoveryGATEフレーム(P2MP)を受信する。
ONU20−1の制御部250は、受信したDiscoveryGATE(P2MP)フレームに、S406〜S409を実行する。ここで、S407において、SIG−503のDiscoveryGATE(P2MP)フレームの符号化パターンと自装置に設定された符号化パターンとが一致すると判定され、S408において抽出されたプロトコルを示す値が、S409においてONU20−1装置に設定されたプロトコルと一致すると判定される。
この場合、ONU20−1は、自装置のプロトコルによって登録プロセスを実行する(S412〜S414に相当)。具体的には、OSU20−1の制御部250は、DiscoveryGateフレームによって指定された時刻に、OLT10に向けてRegister_Reqを、波長可変光送受信器210に送信させる(SIG−504)。また、OLT10は、Register_Reqを受信した場合、Registerフレーム及びGATEフレームをONU20−1に向けて送信する(SIG−505)。ONU20−1の制御部250は、Register_Ackを受信した場合、その応答としてRegister_AckをOLT10に向けて波長可変光送受信器210に送信させる(SIG−506)。
以上により、ONU20−1の波長の決定及び登録プロセスが終了する。
一方、ONU20−2の制御部250は、下り伝送レートを測定するための所定の時間の後、新たな波長として波長λ1を波長可変光送受信器210に設定する。
そして、OSU110−1がDiscoveryGATEフレーム(P2MP)を送信する(SIG−507)。ONU20−1及びONU20−2は、SIG−507のDiscoveryGATEフレーム(P2MP)の波長と、自装置に設定された波長とが一致するため、DiscoveryGATEフレーム(P2MP)を受信する。
ONU20−1は、既に登録済みであるためDiscoveryGATEを受信してもOLT1に応答しない。ONU20−2は、SIG−507のDiscoveryGATEフレーム(P2MP)にS406〜S409を実行する。ここで、S407において、SIG−507のDiscoveryGATE(P2MP)フレームの符号化パターンと自装置に設定された符号化パターンとが一致すると判定され、S408において抽出されたプロトコルを示す値が、S409においてONU20−2に設定されたプロトコルと一致しないと判定される。そのため、ONU20−2は、登録プロセスを実行しない。
また、OSU110−2は、波長λ2によって、DiscoveryGATEフレーム(P2P)を送信する(SIG−602)。しかし、ONU20−1及びONU20−2は、SIG−602のDiscoveryGATEフレーム(P2P)の波長と、各々の波長可変光送受信器210に設定された波長とが相違するため、SIG−602のDiscoveryGATEフレーム(P2P)を受信しない。
図7及び図8に示す処理によって、未登録のONU20の制御部250は、定期的(下り伝送レートを測定するための所定の時間ごと)に波長を変更しつつ、DiscoveryGATEフレームに含まれるプロトコルを示す値を、下り光信号の属性として抽出する。そして、制御部250は、抽出された値が示すプロトコルと自装置に設定されたプロトコルとが一致した場合登録プロセスを実行する。このような処理により、ONU20は、受信したフレームのプロトコルを正確に特定できるため、自装置のプロトコルに対応した波長を正確に決定でき、無駄な登録プロセスを実行することがない。
なお、前述の実施例1及び実施例2において、プロトコルを判定するために用いる下り光信号の属性として、下り伝送レート、符号化パターン及びプロトコルを示す識別子を用いたが、下り光信号の属性はこれらに限定されない。例えば、制御部250は、下り光信号の属性として、下り制御フレームの受信の有無を特定してもよい。
下り制御フレームの受信の有無を用いてプロトコルを識別する方法は、光アクセス網に用いられる複数のプロトコルが、同じ伝送レートであり、かつ、同じ符号化パターンを用いるプロトコル(例えば、1G−P2P及び1G−EPON)である場合に、プロトコルを正確に特定するために有効である。
これは、1G−P2Pが用いられるOLT10及びONU20間の通信は、1対1通信であり、1G−P2Pが用いられるシステムにおいて、MPCP制御フレームは送受信されないためである。また、一方で、1G−EPONシステムが用いられるOLT10及びONU20間の通信は、1対多通信であり、1G−EPONが用いられるシステムにおいて、MPCP制御フレームは送受信されるためである。
MPCP制御フレームの一つであるGATEフレームは、OLT10からONU20の下り方向に定期的に送信される。このため、制御部250は、下り制御フレームを受信するプロトコルを示す情報を保持することによって、S307の後の処理、又は、S408及びS409の代わりの処理として以下の処理を行ってもよい。
すなわち、特定された符号化パターンが自装置に設定されたプロトコルの符号化パターンと一致するとS307又はS407において判定した後、制御部250は、GATEフレームが送信される所定の期間においてGATEフレームを受信したか否かを判定してもよい。そして、所定の期間においてGATEフレームを受信したと判定した場合、制御部250は、下り制御フレームを受信するプロトコルを示す情報に従って、下り光信号の属性が1G−EPONに対応すると特定してもよい。そして、特定されたプロトコルと自装置に設定されたプロトコルとが1G−EPONである場合、制御部250は、波長を正確に決定することができる。
このように、下り制御フレームの受信の有無を特定することによって、制御部250は、正確に用いる波長を決定することができる。
実施例2によれば、下り光信号である制御フレームに基づいて、下り光信号のプロトコルを正確に特定するため、ONU20の波長をより正確に決定することができる。
実施例1及び実施例2においては、図3に示したように、波長可変光送受信器210から出力された信号及びSerDes220から出力された信号を、分配器261及び分配器262が二つに複製し、複製された信号の一方を、制御部250、SerDes220、及びPHY/MAC処理部230が受信した。しかし、自装置に設定されたプロトコルと受信した下り光信号のプロトコルとが一致しないにもかかわらず、制御部250が入力された信号のプロトコルを正確に特定することができずに、後段の回路(SerDes220、PHY/MAC処理部230及びUNI処理部240等)に信号が入力された場合、各回路が誤動作を起こす可能性がある。
そこで、実施例3の20は、波長可変光送受信器210からの出力を、SerDes220及び制御部250のどちらか一方に入力するような切替え機能、及び、SerDes220からの出力を、PHY/MAC処理部230及び制御部250のどちらか一方に入力するような切替え機能を有する。
図9は、本実施例3のONU20の構成を示すブロック図である。
ONU20は、波長可変光送受信器210、SerDes220、PHY/MAC処理部230、UNI処理部240、制御部251、スイッチ回路271、及び、スイッチ回路272を有する。以下、実施例1又は実施例2との差分を中心に説明する。
実施例3の波長可変光送受信器210は、実施例1及び実施例2の波長可変光送受信器210と同じである。ただし、波長可変光送受信器210から出力された電気信号は、実施例3において、スイッチ回路271に入力される。
スイッチ回路271は、波長可変光送受信器210から入力された電気信号をSerDes220または制御部250のいずれかに出力する。スイッチ回路271は、制御部251から送信された制御信号に基づいて、電気信号の出力先を選択する。
実施例3のSerDes220は、実施例1及び実施例2のSerDes220と同じである。ただし、実施例3のSerDes220は、波長可変光送受信器210から送信された電気信号を、スイッチ回路271を介して受信する。また、SerDes220から出力されたデジタル信号は、実施例3において、スイッチ回路272に入力される。
スイッチ回路272は、SerDes220から入力されたパラレルなデジタル信号、及び、デジタル信号と並列するクロック信号とを、PHY/MAC処理部230及び制御部250のいずれか一方に出力する。スイッチ回路272は、制御部251から送信された制御信号に基づいて、出力先を選択する。
実施例3のPHY/MAC処理部230は、実施例1及び実施例2のPHY/MAC処理部230と同じである。ただし、実施例3のPHY/MAC処理部230は、SerDes220から送信されたデジタル信号等を、スイッチ回路272を介して受信する。
実施例3のUNI処理部240は、実施例1及び実施例2のUNI処理部240と同じである。
実施例3の制御部251は、実施例1の制御部250の機能、又は、実施例2の制御部250の機能を有する。実施例3の制御部251は、スイッチ回路271から入力された下り電気信号、及び、スイッチ回路272から入力されたデジタル信号に基づいて、下り信号から特定されるプロトコルと、自装置に設定されたプロトコルとが一致するか否かを判定する(S307又はS409に相当)。制御部251は、判定結果に基づいて、波長可変光送受信器210の上り波長及び下り波長を設定し、又は、PHY/MAC処理部230による波長可変光送受信器210のレーザーの制御を可能にする。
また、制御部251は、スイッチ回路271及びスイッチ回路272を制御する。具体的には、制御部251は、ONU20の起動時において、スイッチ回路271及びスイッチ回路272が制御部251に出力するように設定する。また、制御部251は、S305又はS405において、受信した下り光信号の下り伝送レートが、自装置に設定された下り伝送レートと一致すると判定した場合、スイッチ回路271がSerDes220に出力先を切り替えるように、スイッチ回路271に制御信号を送信する。
また、制御部251は、S307若しくはS407において、特定された下り光信号の符号化パターンが自装置に設定されるプロトコルの符号化パターンと一致すると判定した場合、又は、S409において下り光信号が示すプロトコルと自装置に設定されるプロトコルとが一致すると判定した場合、スイッチ回路272がPHY/MAC処理部230に出力先を切り替えるように、スイッチ回路272に制御信号を送信する。
以上のような構成により、ONU20に設定されたプロトコルと、受信した下り光信号のプロトコルとが一致しない場合、SerDes220又はPHY/MAC処理部230に下り信号は入力されず、プロトコルが一致した場合にのみ後段の回路(SerDes220、PHY/MAC処理部230、又はUNI処理部240)に入力される。これにより、SerDes220及びPHY/MAC処理部230等における誤動作を防止することができる。
前述において、10G−EPON、10G−P2P、1G−EPON、及び、1G−P2Pの4種のプロトコルが混在する光アクセス網について説明したが、プロトコルの数及び種類はこれらに限定されない。例えば、XG−PON、又は、G−PONプロトコルが混在してもよい。また、OSU110毎にすべて異なるプロトコルである必要はなく、例えば、OSU110−1とOSU110−2とが同じプロトコルを用いてもよい。
また、前述において、10G−EPONで規定されるフレームに基づいて説明したが、本実施例のOLT10及びONU20は、E−PON、G−PON、又は、XG−PONなど他のTDM−PONによって規定されたフレームを用いてもよい。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除又は置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能及び処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実効することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
10 OLT
20 ONU
31、32 光スプリッタ
40 光ファイバ
5 端末
6 ネットワーク
100 合波分波器
111 光送受信器
121、230 PHY/MAC処理部
130 レイヤー2スイッチ(L2SW)
140 NNI処理部
150、250、251 制御部
210 波長可変光送受信器
220 Serializer/Deserializer(SerDes)
240 UNI処理部
261、262 分配器
271、272 スイッチ回路

Claims (14)

  1. 加入者装置と、前記加入者装置に光回線によって接続される局側装置とを備えるネットワークシステムであって、
    前記加入者装置は、
    信号を送受信するための波長を変更する指示を受け付け、前記指示が示す波長によって前記局側装置から送信された下り信号を受信し、前記指示が示す波長によって前記局側装置へ上り信号を送信する送受信部と、
    前記受信した下り信号の属性を特定し、前記特定された属性に基づいて前記送受信部が信号を送受信するための波長を決定する制御部と、を有することを特徴とするネットワークシステム。
  2. 請求項1に記載のネットワークシステムであって、
    前記加入者装置が前記局側装置に登録されていない場合、
    前記制御部は、
    前記特定された属性が、前記加入者装置が信号を送受信するために前記加入者装置に予め設定されたプロトコルに対応するか否かを判定し、
    前記判定の結果、前記特定された属性が前記予め設定されたプロトコルに対応しない場合、前記送受信部に前記波長を変更する指示を送信し、
    前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応する場合、当該属性の下り信号を受信した波長を前記送受信部が信号を送受信するための波長に決定し、
    前記送受信部は、前記局側装置に前記加入者装置を登録するための信号を、前記決定された波長によって送信することを特徴とするネットワークシステム。
  3. 請求項2に記載のネットワークシステムであって、
    前記制御部は、
    前記予め設定されたプロトコルの情報として、信号を送受信するための伝送レートを示す情報を保持し、
    前記受信した下り信号の伝送レートを、前記受信した下り信号の属性として特定し、
    前記特定された伝送レートが前記保持する伝送レートに対応すると、前記プロトコルの情報に基づいて判定された場合、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応すると判定することを特徴とするネットワークシステム。
  4. 請求項3に記載のネットワークシステムであって、
    前記制御部は、
    前記予め設定されたプロトコルの情報として、信号を送受信するための符号化パターンを示す情報を保持し、
    前記受信した下り信号の符号化パターンを、前記受信した下り信号の属性として特定し、
    前記特定された符号化パターンが前記保持する符号化パターンと一致すると、前記プロトコルの情報に基づいて判定された場合、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応すると判定することを特徴とするネットワークシステム。
  5. 請求項4に記載のネットワークシステムであって、
    前記制御部は、
    前記受信した下り信号に含まれるプロトコルを示す識別子を抽出することによって、前記下り信号のプロトコルを、前記受信した下り信号の属性として特定し、
    前記特定されたプロトコルが、前記加入者装置に予め設定されたプロトコルと一致する場合、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応すると判定することを特徴とするネットワークシステム。
  6. 請求項4に記載のネットワークシステムであって、
    前記制御部は、
    前記予め設定されたプロトコルの情報として、所定の制御フレームが所定の期間ごとに前記局側装置から送信されるプロトコルを示す情報を保持し、
    前記所定の期間、前記所定の制御フレームが前記局側装置から送信されるか否かを判定し、
    前記判定の結果と、前記予め設定されたプロトコルの情報とに従って、前記制御フレームのプロトコルを前記受信した下り信号の属性として特定し、
    前記特定されたプロトコルが、前記加入者装置に予め設定されたプロトコルと一致する場合、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応すると判定することを特徴とするネットワークシステム。
  7. 請求項2から6のいずれか一つに記載のネットワークシステムであって、
    前記加入者装置は、
    加入者が使用する端末に接続され、
    前記局側装置から送信された下り信号を前記端末に転送するための処理を行う信号処理部と、
    前記送受信部に接続されるスイッチ部と、を有し、
    前記スイッチ部は、前記加入者装置が前記局側装置に登録されていない場合、前記送受信部が出力した下り信号を、前記制御部に転送し、
    前記制御部は、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応する場合、前記スイッチ部に、前記送受信部が出力した下り信号を、前記信号処理部に転送するよう指示することを特徴とするネットワークシステム。
  8. 局側装置と光回線によって接続される加入者装置であって、
    信号を送受信するための波長を変更する指示を受け付け、前記指示が示す波長によって前記局側装置から送信された下り信号を受信し、前記指示が示す波長によって前記局側装置へ上り信号を送信する送受信部と、
    前記受信した下り信号の属性を特定し、前記特定された属性に基づいて前記送受信部が信号を送受信するための波長を決定する制御部と、を有することを特徴とする加入者装置。
  9. 請求項8に記載の加入者装置であって、
    前記加入者装置が前記局側装置に登録されていない場合、
    前記制御部は、
    前記特定された属性が、前記加入者装置が信号を送受信するために前記加入者装置に予め設定されたプロトコルに対応するか否かを判定し、
    前記判定の結果、前記特定された属性が前記予め設定されたプロトコルに対応しない場合、前記送受信部に前記波長を変更する指示を送信し、
    前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応する場合、当該属性の下り信号を受信した波長を前記送受信部が信号を送受信するための波長に決定し、
    前記送受信部は、前記局側装置に前記加入者装置を登録するための信号を、前記決定された波長によって送信することを特徴とする加入者装置。
  10. 請求項9に記載の加入者装置であって、
    前記制御部は、
    前記予め設定されたプロトコルの情報として、信号を送受信するための伝送レートを示す情報を保持し、
    前記受信した下り信号の伝送レートを、前記受信した下り信号の属性として特定し、
    前記特定された伝送レートが前記保持する伝送レートに対応すると、前記プロトコルの情報に基づいて判定された場合、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応すると判定することを特徴とする加入者装置。
  11. 請求項10に記載の加入者装置であって、
    前記制御部は、
    前記予め設定されたプロトコルの情報として、信号を送受信するための符号化パターンを示す情報を保持し、
    前記受信した下り信号の符号化パターンを、前記受信した下り信号の属性として特定し、
    前記特定された符号化パターンが前記保持する符号化パターンと一致すると、前記プロトコルの情報に基づいて判定された場合、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応すると判定することを特徴とする加入者装置。
  12. 請求項11に記載の加入者装置であって、
    前記制御部は、
    前記受信した下り信号に含まれるプロトコルを示す識別子を抽出することによって、前記下り信号のプロトコルを、前記受信した下り信号の属性として特定し、
    前記特定されたプロトコルが、前記加入者装置に予め設定されたプロトコルと一致する場合、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応すると判定することを特徴とする加入者装置。
  13. 請求項11に記載の加入者装置であって、
    前記制御部は、
    前記予め設定されたプロトコルの情報として、所定の制御フレームが所定の期間ごとに前記局側装置から送信されるプロトコルを示す情報を保持し、
    前記所定の期間、前記所定の制御フレームが前記局側装置から送信されるか否かを判定し、
    前記判定の結果と、前記予め設定されたプロトコルの情報とに従って、前記制御フレームのプロトコルを前記受信した下り信号の属性として特定し、
    前記特定されたプロトコルが、前記加入者装置に予め設定されたプロトコルと一致する場合、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応すると判定することを特徴とする加入者装置。
  14. 請求項9から13のいずれか一つに記載の加入者装置であって、
    前記加入者装置は、
    加入者が使用する端末に接続され、
    前記局側装置から送信された下り信号を前記端末に転送するための処理を行う信号処理部と、
    前記送受信部に接続されるスイッチ部と、を有し、
    前記スイッチ部は、前記加入者装置が前記局側装置に登録されていない場合、前記送受信部が出力した下り信号を、前記制御部に転送し、
    前記制御部は、前記特定された属性が予め設定されたプロトコルに対応する場合、前記スイッチ部に、前記送受信部が出力した下り信号を、前記信号処理部に転送するよう指示することを特徴とする加入者装置。
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